PROBLEMAS DE APRENDIZAGEM POR ESTUDANTES DE

GRADUAÇÃO SOBRE LIGAÇÕES QUÍMICAS

Me. Júlio César Oliveira da Silva - juliocos@ibest.com.br - Instituto Federal de Educação,

Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte - Campus Caicó- Nova Caicó, RN-118, CEP

59300-000, Caicó/RN.

Dra. Fabiana Roberta Gonçalves e Silva - fabianah@utfpr.edu.br - Professora do

Departamento de Química e Biologia, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, CEP

80230-901, Curitiba/PR.

Dr. Ótom Anselmo de Oliveira - otom@ufrnet.br - Professor do Departamento de Química,

Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Caixa Postal 1524 - Campus Universitário

Lagoa Nova, CEP 59072-970, Natal/RN.

Resumo: Este trabalho teve o objetivo de identificar problemas de aprendizagem em alunos

de graduação recém-ingressante na universidade, interpretar a natureza e as causas desses

problemas, oferecendo subsídios para superação de tais dificuldades e possibilitando uma

aprendizagem significava através da qual o aluno atribua sentido em seu aprendizado. Para

o desenvolvimento desse trabalho foi escolhido o tema Ligações Químicas - onde se estudam

as forças que agem entre os átomos para formar moléculas, íons compostos ou estruturas

cristalinas iônicas -, que se caracteriza como um dos mais importantes assuntos da Química.

Para isso, utilizou-se um questionário com cinco perguntas abertas, respondidas por 147

estudantes dos períodos iniciais das graduações em Química da Universidade Federal do Rio

Grande do Norte. As respostas obtidas revelaram insegurança dos estudantes, tanto em

termos conceituais quanto de representação, com justificativas superficiais, recorrendo

sempre à regra do octeto para descrever modelos de ligações químicas. As observações feitas

levam à conclusão de que, para mudanças futuras, é necessário que escolas de ensino médio

e dos períodos iniciais nas universidades privilegiem a adoção de métodos pedagógicos

contextualizados, aplicando estratégias para superar o ensino memorístico e superficial

sobre Ligações Químicas, o que, provavelmente, se aplica ao ensino de outros temas da

Química.

Palavras-chave: Ligações Químicas, Modelos, Problemas de Aprendizagem, Regra do octeto.

1 INTRODUÇÃO

Em pesquisas sobre ensino de química é fundamental que se busque desenvolver

mecanismos facilitadores da aprendizagem dos estudantes (NUÑES & RAMALHO, 2004).

Neste sentido, muitas dessas pesquisas se voltam para a criação de instrumentos de inquirição

capazes de descobrir fragilidades intelectuais e com isso desenvolver estratégias que

contribuam para que os discentes possam construir seu aprendizado de forma significativa

(AUSUBEL, 1976), (GALAGOSKY & ADURIZ-BRAVO, 2001), (RIBOLDI et al., 2004).

A procura de estratégias de ensino, que facilite a construção do aprendizado vem

passando por numerosas investigações sobre problemas de aprendizagem no ensino de

ciências (MENDONÇA et al., 2006). Em contra partida, observam-se poucas investigações

com a finalidade de apurar as concepções dos estudantes sobre ligações químicas em nível de

graduação (POSADA, 1999), (POSADA, 1997), especificamente com pesquisas que possam

identificar problemas de aprendizagem dos estudantes, oferecendo subsídios teóricos ao

professor, para poder desenvolver estratégias de ensino que venham a superar tais problemas

e viabilizar a construção de conhecimentos cientificamente corretos.

No ensino de Química, o tema Ligações Químicas é adotado nos currículos para alunos

no 9º ano do ensino fundamental ou no 1º ano do ensino médio, sendo considerado tema

fundamental para o desenvolvimento do conhecimento Químico (CAAMAÑO, 2003),

(CAAMAÑO & CASASSAS, 1987), (POSADA, 1999). Neste contexto, a aplicação de

instrumentos investigativos é necessária para se conhecer as concepções dos estudantes e

perceber a existência de dificuldades e obstáculos no ensino de ligações químicas. Talvez pela

imaturidade e, certamente, pela falta de vivência, esses alunos frequentemente apresentam

explicações diferentes daquelas que seriam aceitáveis cientificamente, com concepções

alternativas que muitas vezes são geradas quando se trata de temas abstratos, diferentes das

experiências cotidianas (FERNANDEZ & MARCONDES, 2006).

Um pressuposto para a aprendizagem é que os estudantes sejam capazes de desenvolver o

raciocínio abstrato da observação para a formulação de modelos (GALAGOSKY &

ADURIZ-BRAVO, 2001). Isso é necessário porque a maior parte dos conceitos químicos é de

natureza abstrata, e a sua compreensão necessita que os estudantes tenham capacidade de

imaginar e modelar partes para poder incorporá-las mentalmente (MENDONÇA et al., 2006).

Em resultados de pesquisas sobre as concepções referentes às ligações químicas expostas

pelos estudantes, destacam-se como principais constatações: confusão entre ligação iônica e

covalente, antropomorfismo, dificuldade de representar a diferença entre ligação iônica e

covalente pela Estrutura de Lewis, compreensão sobre as energias das ligações químicas e

considerar a regra do octeto como uma das principais explicações para interpretar as ligações

químicas e as reações (FERNANDEZ & MARCONDES, 2006).

Mortimer e colaboradores (MORTIMER, 1994), (MORTIMER, 1996) verificaram que

existe a tendência entre os estudantes em considerar a regra do octeto como única resposta

para a formação da ligação química e, consequentemente, explicar as propriedades e

mudanças das substâncias. Mortimer (MORTIMER, 1994) ressalta a simplificação das

respostas dos estudantes tendo como ponto fundamental apenas a regra do octeto como um

“dogma” inabalável até mesmo por evidências experimentais (E que esta “crença” não é

abalada facilmente nos alunos por evidências experimentais).

A maior parte do conhecimento dos discentes (ou de qualquer outro indivíduo) provém

do seu cotidiano, e muitas vezes o conhecimento formal é compreendido com base nesse

conhecimento, o que pode ser positivo ou não (RIBOLDI et al., 2004). Assim, cabe ao

professor a tarefa de desenvolver estratégias de ensino que tenha como ponto de partida o dia-

a-dia dos estudantes, mas amplie a compreensão do senso comum sobre os fenômenos, com a

inclusão de significados produzidos em termos científicos, de modo que o aprendizado possa

ser gradativo e participativo, para que os estudantes se tornem aptos a dar sentido ao que se

aprende (GALAGOSKY & ADURIZ-BRAVO, 2001).

Com o trabalho ora apresentado procurou-se contribuir como uma ferramenta, que possa

ser parte das estratégias desenvolvidas por professores na orientação de um processo de

ensino mais significativo para os estudantes, sobre ligações químicas.

2 METODOLOGIA

A pesquisa foi realizada com a aplicação de um questionário investigativo, respondido

por alunos de graduação dos dois períodos iniciais do curso de Química da Universidade

Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Licenciatura e Bacharelado em Química e do

Bacharelado em Química do Petróleo. A opção por questionário escrito foi feita para

possibilitar a coleta de dados de um número significativo de alunos de forma rápida. Por outro

lado, a opção por alunos do curso de Química da UFRN, ocorreu por ser o local de curso de

pós-graduação de um dos pesquisadores e a opção sobre o tema ocorreu por existirem poucos

trabalhos investigativos dessa natureza sobre Ligações Químicas nesse nível de ensino.

Em termos de metodologia, a pesquisa foi dividida em duas etapas, em que a primeira foi

à escolha do instrumento de investigação para analisar os problemas de aprendizagem por

estudantes de graduação sobre o conteúdo de ligações químicas. O critério utilizado foi à

escolha de um instrumento já validado por outro autor, que apresentasse questões abertas para

a interpretação livre dos estudantes, permitindo assim mais liberdade para expressar sua

opinião.

Com essa premissa, foi escolhido o artigo: Concepciones de los alumnos sobre El

enlance químico antes, durante y después de La ensenãnza formal. Problemas de aprendizaje,

de José Maria de Posada de 1999, (POSADA, 1999).

O questionário utilizado nesta pesquisa – apresentado no Apêndice A – foi constituído

por cinco perguntas escritas, questões abertas, possibilitando que o aluno desenvolvesse

livremente, tanto suas concepções adquiridas no ensino formal, cursos pré-vestibulares,

primeiros períodos da graduação e o próprio cotidiano do aluno.

O questionário foi aplicado aos estudantes do curso de graduação em Química dos

períodos inicias, em que não existe distinção entre as modalidades de: bacharelado,

licenciatura e química do petróleo, turmas mistas, com objetivo de possibilitar uma análise

mais abrangente do nível de conhecimento desses discentes sobre o tema de ligações

químicas.

A segunda etapa dessa investigação constituiu da aplicação do questionário, seguida da

análise das respostas dadas pelos 147 estudantes pesquisados, com faixa etária entre 17 a 25

anos.

Por imposição da cronologia estabelecida na programação da pesquisa, a primeira fase de

aplicação do questionário ocorreu no segundo semestre de 2009, em 13 de novembro de 2009,

sendo respondido por estudantes do segundo período, que já haviam estudado ligações

químicas na disciplina Química Fundamental II.

A aplicação do questionário aos alunos do primeiro período do curso foi realizada no dia

26 de março de 2010 nas turmas que estavam cursando a Química Fundamental I, e ainda não

tinham estudado o tema de Ligações Químicas em nível de graduação.

O tempo de aplicação foi de aproximadamente trinta minutos, e antes da entrega dos

questionários em cada turma, foi feita uma explanação sobre os objetivos do trabalho que

estava sendo desenvolvido e sobre a importância da participação dos estudantes, apresentando

suas respostas com clareza e seriedade, mas sem preocupação com acertos e erros, que

tratassem com naturalidade, sendo informado também que os questionários não seriam

identificados, havendo concordância dos estudantes em participar da pesquisa.

Terminado a execução em todas as turmas, a análise dos questionários foi realizada a

partir da leitura cuidadosa das respostas dos estudantes, identificando padrões comuns de

respostas, agrupando as respostas em categorias, como está mostrado nos gráficos dos

resultados e discussão. Foi elaborado uma planilha na plataforma microsoft Excel, com todas

as perguntas do questionário sociocultural, e das cinco questões, para facilitar o exame dos

questionários. A categorização das respostas do questionário foi analisada de forma a ter um

parâmetro de resposta coerente com o que se pedia. Foram determinadas as respostas

aproximadas, por exemplo: um aluno respondeu na quinta questão que ligações iônicas são

ligações entre metal e ametal, enquanto outro aluno respondeu para a mesma questão que

ligações iônicas ocorriam entre metal e não metal, sendo as duas consideradas como respostas

iguais.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

A primeira questão envolve a elaboração de desenhos para representar os átomos de

oxigênio, de modo a esclarecer como os estudantes compreendem a estabilidade dos átomos,

natureza da ligação covalente, estrutura interna dos gases e ligações intermoleculares em

compostos com ligações covalentes.

O objetivo desta questão é verificar se os estudantes compreendem que, nas condições

normais de temperatura e pressão, não existem átomos de oxigênio na forma elementar, só

existindo em sua forma molecular, nesse caso específico, combinado com outro átomo de

oxigênio. Formando uma ligação e gerando uma substância cuja energia é sempre menor do

que a soma das energias que os dois átomos teriam se permanecessem separados (OLIVEIRA

& FERNANDES, 2006). É uma questão que propicia o estudante a expor sua competência

em diferenciar o átomo estudado separadamente na forma elementar e como encontramos os

elementos na natureza. Também, que os alunos compreendessem que, se os átomos estão

separados, têm maior energia e são instáveis, tendem a se unir e ao final do processo diminuir

sua energia livre (para ligações tendendo a ser mais iônicas), ou interação coulômbica entre

dois elétrons e os núcleos (para ligações tendendo a ser mais covalentes), formando moléculas

do gás oxigênio, pois não existem na natureza átomos separados, com exceção dos gases

nobres (ATKINS & JONES, 2006), (BROWN et al., 2005).

Para melhor entendimento, a 1ª questão foi dividida em parte 1A, 1B e 1C. A parte 1A

analisa como os estudantes representam os átomos no recipiente através de desenhos. O

modelo considerado como resposta coerente ocorrerá se o aluno desenhar um recipiente

fechado, com pequenas bolas ou pequenos pontos isolados, soltos dentro do recipiente,

podendo colocar setas como se estivessem tendendo a se unir umas as outras (POSADA,

1999), (POSADA, 1997).

O diagrama do resultado das respostas da 1ª questão - parte 1A está apresentada na Figura

01. Aproximadamente 57% dos estudantes não apresentaram um modelo, deixando a resposta

em branco, tendo dificuldade de percepção abstrata em escala microscópica, dificuldade esta

ocorrida por não conceberem a representação do átomo no estado elementar, ou seja, o átomo

isolado.

Como nos resultados encontrados por Caamaño e Casassas (CAAMAÑO & CASASSAS,

1987), em situação equivalente a esta pesquisa, torna evidente que existe um número

significativo de alunos que não conseguem reconhecer os átomos isolados, os estudantes não

conseguem descrever os modelos aceitos cientificamente para representar os átomos, usando

uma concepção microscópica.

Figura 01: Diagrama dos resultados das respostas da 1ª questão - parte 1A.

REPRESENTAÇÃO DOS ÁTOMOS NO RECIPIENTE

PORCENTAGEM DOS ESTUDANTES

57,14%

22,45%20,41%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

1

TOTAL DE 147 ESTUDANTES

NÃO DESENHOU

ÁTOMOS JUNTOS

ÁTOMOS DISTANTES

Apenas 30 estudantes, 20,41%, Figura 01, de acordo com a pergunta, compreenderam

que os átomos estariam separados e tenderiam a se unir para a formação das moléculas do gás

oxigênio. Alguns mostraram setas representando a tendência da união dos átomos. Uma das

explicações equivocadas dada por um aluno para a 1ª questão está apresentada na Figura 02.

Figura 02: Uma das explicações para a união dos átomos pela regra do octeto.

Na 1ª questão, parte 1B pede-se que o estudante, após desenhar os átomos no recipiente,

justifique se os átomos estarão estáveis ou não, nesse caso o aluno teria que justificar que os

átomos isolados tendem a unir-se, diminuindo sua energia livre e adquirindo estabilidade.

Considera-se a resposta correta se o estudante compreender que os átomos de oxigênio

não estão estáveis. O oxigênio nas condições normais de temperatura e pressão, CNTP, é

encontrado no estado gasoso, formando moléculas diatômicas de forma molecular O2. Devido

a sua elevada afinidade eletrônica, o oxigênio diminui sua energia combinando-se, nesse caso,

com outro átomo de oxigênio, como consequência, diminuindo sua energia e se estabilizando

(ATKINS & JONES, 2006), (OLIVEIRA & FERNANDES, 2006).

Figura 03: Diagrama dos resultados das respostas da 1ª questão - parte 1B.

QUANTO A ESTABILIDADE DOS ÁTOMOS NO RECIPIENTE

PORCENTAGEM DOS ESTUDANTES

40,14%

34,69%

25,17%

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

30,00%

35,00%

40,00%

45,00%

1

TOTAL DE 147 ESTUDANTES

NÃO RESPONDEU

NÃO ESTÃO ESTÁVEIS

ESTÃO ESTÁVEIS

Na figura 03, observa-se que cerca de 35% dos alunos responderam corretamente que

átomos de oxigênio não são estáveis e tendem a unir-se. Estes alunos compreenderam que as

substâncias encontradas na natureza, neste caso, estão na forma molecular, de forma que,

compreenderam que os átomos de oxigênio em seu estado fundamental são instáveis e,

portanto, bastante reativos.

Observa-se que 37 estudantes, correspondendo a 25%, responderam que os átomos

separados são estáveis, cometendo um erro significativo, e se tratando de estudantes

universitários, os estudantes ainda não sabem que átomos separados não são estáveis, com

exceção dos gases nobres.

Na 1ª questão, parte 1C, após o aluno desenhar os átomos no recipiente, pede-se que

justifique a resposta anterior, quanto à estabilidade do átomo. Nesse caso considera-se a

justificativa correta se o aluno descrever que os átomos de oxigênio não estão estáveis, pois os

átomos de oxigênio estão com alta energia potencial e reticular, e que para diminuir essa

energia o átomo liga-se a outro, formando moléculas diatômicas O2 (OLIVEIRA &

FERNANDES, 2006). Na 1ª questão parte 1C, os alunos limitaram a explicar a ligação

somente pela regra do octeto, que os átomos estabilizariam quando completassem a camada

de valência com oito elétrons (MORTIMER, 1994), (MORTIMER, 1996).

Figura 04. Diagrama dos resultados das respostas da 1ª questão – parte 1C.

PORCENTAGEM DOS ESTUDANTES QUE JUSTIFICARAM A UNIÃO

DOS ÁTOMOS

63,64%

36,36%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

1

TOTAL DE 33 ESTUDANTES

SATISFAZER A REGRA DO

OCTETO

DIMINUIR SUA ENERGIA

Como mostrado na Figura 04, dos 33 alunos que responderam que os átomos tenderiam a

se unir, 21 explicaram que a união ocorreria para satisfazer a regra do octeto, confirmando o

que Mortimer (MORTIMER, 1994) encontrou em seus resultados, evidências do caráter

dogmático existente no ensino de química. Apenas 12 alunos responderam corretamente, que

a união seria para diminuir a energia livre.

Nem todos os alunos completaram a 1ª questão. Na parte 1A, 66 alunos desenharam,

apresentaram um modelo do recipiente contendo os átomos de oxigênio. Na parte 1B, 88

estudantes responderam quanto à estabilidade e na parte 1C, apenas 33 estudantes indicaram

que pode ocorrer à união dos átomos para a formação de moléculas.

A 2ª questão foi dividida em parte 2A e 2B para melhor entendimento. A parte 2A analisa

como os estudantes explicariam a formação da ligação entre os átomos de flúor. E a parte 2B

investiga, na mesma questão, as ligações intermoleculares entre as moléculas de flúor. Na

figura 05 são mostrados os resultados obtidos na 2ª questão – parte 2A. A questão refere-se ao

tipo de ligação química entre os átomos de flúor. Apenas 70 estudantes, 48%, responderam

corretamente que os átomos estão ligados predominantemente por ligação covalente.

Figura 05. Diagrama dos resultados das respostas da 2ª questão – parte 2A.

QUAL O TIPO DE LIGAÇÃO

PORCENTAGEM DOS ESTUDANTES

51,70%47,62%

0,68%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

1

TOTAL DE 147 ESTUDANTES

NÃO RESPONDERAM

LIGAÇÃO COVALENTE

LIGAÇÃO IONICA

Uma grande quantidade de estudantes não respondeu a questão, 76 alunos, 51,7% do

total, sendo um dado preocupante. Com esses dados pode-se comparar com os problemas de

aprendizagem apontados no artigo de Fernandez (FERNANDEZ & MARCONDES, 2006),

segundo esses autores uma das causas é a dificuldade de diferenciar entre uma ligação iônica

e covalente e que “átomos de elementos com alta afinidade eletrônica tendem a unir-se

através da ligação iônica”, pois para os alunos uma ligação covalente é mais fraca que a

iônica.

Quanto às forças intermoleculares que ligam as moléculas de Flúor, parte 2B, investigado

na mesma questão, apenas 10 estudantes, cerca de 7% deles, acertaram, Figura 06. Um dado

novamente preocupante é que 120 alunos, 82% do total de questionários aplicados, não

explicaram sobre as forças que atuam entre os átomos - intermoleculares - não entenderam o

que são as ligações intermoleculares e, consequentemente, não distinguem entre ligações intra

e intermolecular.

Figura 06: Diagrama representacional dos resultados das respostas da 2ª questão – parte

2B.

QUAL O TIPO DE LIGAÇÃO INTERMOLECULAR

PORCENTAGEM DOS ESTUDANTES

81,63%

7,48% 6,80% 4,08%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

1

TOTAL DE 147 ESTUDANTES

NÃO RESPONDERAM

REGRA DO OCTETO

FORÇA DE LONDON

DIPOLO-DIPOLO

Se comparado com os dados analisados com o artigo de Petersont (PETERSON et al.,

1989), os alunos confundem ligações intermoleculares com ligações intramolecular

(FERNANDEZ & MARCONDES, 2006). A figura 06 mostra como os alunos descrevem as

forças intermoleculares somente para satisfazer a regra do octeto.

Na figura 07 são apresentados os resultados da 3ª questão, em que é investigado se os

alunos estão aptos para representar, a partir do símbolo de Lewis, as ligações entre os átomos

para a formação de moléculas. Para que os resultados apresentados ficassem mais claros, as

respostas foram analisadas para cada composto separadamente. No composto KCl, apenas 15

alunos, 15,2%, representaram corretamente e os 108 alunos que erraram, 73% do total,

representaram o composto com uma linha entre os símbolos de Lewis, como se a ligação

fosse predominantemente covalente. Comparamos os resultados analisados nesta pesquisa

com as principais dificuldades dos estudantes apontados no artigo de Fernandez

(FERNANDEZ & MARCONDES, 2006), em que os estudantes apresentam muita dificuldade

em explicar a natureza da ligação química entre os átomos.

Figura 07. Diagrama representacional dos resultados das respostas da 3ª questão.

ESTRUTURA DE LEWIS PARA AS SEGUINTES SUBSTÂNCIAS

PORCENTAGEM DOS ESTUDANTES

10%

35%

54%

37%

73%

48%

33%37%

16% 16%13%

26%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

KCl N2 HCl Ca

TOTAL DE 147 ESTUDANTES

CORRETO

ERRADO

EM BRANCO

Com relação à representação de uma ligação covalente, percebe-se que há certa facilidade

na representação, pois o HCl foi corretamente representado por 80 alunos, 54%. Percebe-se

pelos resultados que os estudantes têm dificuldade de representar ligações triplas como na

molécula de N2. Apenas 54 dos estudantes souberam representar o símbolo de Lewis para o

átomo de Cálcio no seu estado fundamental, sem nenhum tipo de ligação. Desses resultados,

conclui-se que uma quantidade significativa de alunos ainda apresenta dificuldade e falta de

familiaridade na representação das Estruturas de Lewis.

A 4ª questão, cujos resultados estão apresentados na figura 08, analisa a capacidade de

observação dos alunos, os quais poderão explicar que os átomos tendem a diminuir sua

energia após ligar-se a outro átomo, formando moléculas para estabilizar energeticamente.

De acordo com os resultados obtidos, 80 estudantes, 54%, responderam corretamente,

que os átomos tendem a se estabilizar para diminuir sua energia. No entanto 25 alunos, 17%,

ainda explicaram a estabilização na formação das moléculas para satisfazer como

consequência a regra do octeto, razão determinante em que os átomos estabilizam-se a partir

da transferência e ou compartilhamento de elétrons na camada de valência para completar o

octeto.

Figura 08. Diagrama representacional dos resultados das respostas da 4ª questão.

JUSTIFICATIVA DOS ESTUDANTES PARA A FORMAÇÃO DAS

MOLÉCULAS

PORCENTAGEM DOS ESTUDANTES

54,42%

17,01%

28,57%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

1

TOTAL DE 147 ESTUDANTES

ADQUIRIR ESTABILIDADE

OBEDECE A REGRA DO OCTETO

EM BRANCO

Os erros apontados por Fernandez (FERNANDEZ & MARCONDES, 2006), também

foram verificados nesta pesquisa, no caso mais específico esta 4ª questão os alunos explicam

de forma errônea que a união dos átomos para a formação de compostos, seja molecular ou

iônica, simplesmente acontece para satisfazer a “regra do octeto”. Não compreendendo que a

regra não explica por que ocorre a ligação, sendo a regra apenas um fato observado em

ligações de compostos mais simples (ATKINS & JONES, 2006), (BROWN et al., 2005).

Os resultados da 5ª questão estão expostos na figura 09, que serviu para avaliar como os

alunos definem as ligações iônicas e covalentes. A maioria dos estudantes respondeu pela

diferença de energia de ionização e afinidade eletrônica (ou seja, a eletronegatividade),

caracterizando os elementos como metal e não metal, em que uma ligação iônica ocorre pela

transferência e doação de elétrons na formação do composto iônico. Alguns deles

responderam que a ligação covalente ocorre através do compartilhamento de elétrons na

camada de valência, sendo uma ligação entre um não metal e um não metal.

Todos os 104 alunos definiram, tanto a ligação iônica como covalente, do ponto de vista

simplificado tal como visto no ensino médio, quase todos os estudantes explicaram um não

metal, como ametal, atualmente os livros didáticos de graduação utilizam a nomenclatura de

não metal.

Figura 09. Diagrama representacional dos resultados das respostas da 5ª questão.

QUAL A DIFERENÇA ENTRE A LIGAÇÃO IÔNICA DA LIGAÇÃO

COVALENTE?

PORCENTAGEM DOS ESTUDANTES

45%

1%

21%

0%1%

46%

0%

21%

5% 3%

29%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

LIGAÇÃO IÔNICA LIGAÇÃO

COVALENTE

EM BRANCO

TOTAL DE 147 ESTUDANTES

TRANSFERENCIA DE ELÉTRONS

METAL MAIS NÃO METAL

COMPART. DE ELÉTRONS

NÃO METAL MAIS NÃO METAL

OUTROS

EM BRANCO

A ligação covalente acontece pelo compartilhamento de elétrons. 31 alunos, 21%,

responderam que as ligações químicas ocorrem pela diferença entre metais e ametais na

formação do composto, para diferenciar uma ligação iônica da ligação covalente, e que a

junção de um metal a um “ametal” caracteriza uma ligação iônica e a junção entre dois

“ametais” ocorre uma ligação covalente.

Na figura 09, observa-se que um número significativo de estudantes soube diferenciar

uma ligação iônica da ligação covalente, no entanto de forma superficial. Encontra-se na

Figura 10 umas das respostas que explica a diferença da ligação iônica e covalente através da

transferência e compartilhamento de elétrons, respectivamente.

Figura 10. Um dos questionários com resposta mais encontradas entre os estudantes.

A seguir apresentamos a figura 11, que é um diagrama que compara os alunos de

Química Fundamental I, que corresponde aos alunos do primeiro período, e os alunos de

Química fundamental II, correspondendo a alunos do segundo período, como foi

desenvolvido na metodologia. Essa comparação entre períodos é para ter uma análise de como

os alunos desenvolvem suas explicações de acordo com o nível de escolaridade, em que se

encontram aqueles que tiveram o ensino de ligações químicas no ensino médio, dos alunos

que já estudaram esse mesmo tema na graduação. Como trabalho realizado por Posada

(POSADA, 1999), existe diferença entre os níveis de estudo, como era de se esperar, pois os

estudantes de Química Fundamental II, que já tinham estudado o Tema de Ligações Químicas

em nível de graduação, tiveram no geral melhor desempenho tanto no número de respostas

corretas quanto nas explicações apresentadas. Mesmo assim, esses estudantes ainda tiveram

algumas explicações fora do que é considerado cientificamente correto.

Figura 11: Diagrama da diferença de desempenho dos alunos entre períodos.

Os alunos do primeiro período - Química Fundamental I – apresentaram explicações

claramente macroscópicas ao mundo atômico, responderam na maioria dos casos de forma

superficial, não desenvolvendo justificativas em nível atômico, diferente dos estudantes do

segundo período, estes desenvolveram melhores explicações a nível microscópico, evidencias

equivalentes àquelas apresentadas por Posada (POSADA, 1999), em seu trabalho e também o

que analisamos nesta pesquisa encontrou que à medida que aumenta o nível de estudo dos

alunos, diminuem as explicações a nível macroscópico.

4 CONSIDERAÇÕES FINAIS

De acordo com os resultados obtidos no questionário investigativo, percebemos alguns

obstáculos que ainda surgem com alunos já na graduação, problemas de aprendizagem e

muitas vezes a solidez de noções claramente macroscópicas ao mundo atômico

(FERNANDEZ & MARCONDES, 2006), (FRANÇA et al., 2009).

Mesmo com um nível mais elevado de conhecimento, alguns ainda têm dificuldade de

diferenciar um átomo no estado elementar de molécula, como observado nos dados analisados

na 1ª questão, outros têm dificuldade de analisar e diferenciar ligações intramoleculares de

ligações intermoleculares, apresentados na 2ª questão (POSADA, 1999), (POSADA, 1997).

Os estudantes utilizam a regra do octeto para explicar quase todos os fenômenos que

envolvem as ligações químicas e ligações intermoleculares, negligenciando a energia de

ionização e afinidade eletrônica (DUARTE, 2001), (TOMA, 1997), característico de cada

elemento e suas particularidades, para explicar a estabilidade das substâncias. Isto ocorre

devido à tendência generalizada no ensino de química em atribuir à formação do octeto como

sendo o fator mais importante (MORTIMER, 1994).

5 REFERÊNCIAS

ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o

meio ambiente. Trad. Ricardo Bicca de Alencastro. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

AUSUBEL, David P. Psicologia Educativa:um punto de vista cognoscitivo. México:

Editora Trilhas, 1976.

BROWN, THEODORE et al. Química: a ciência central São Paulo: Pearson Prentice

Hall, 2005.

CAAMAÑO, Aureli. Enseñar Ciencias. Barcelona: Graó, P 201-228, 2003.

CAAMAÑO, A. y CASASSAS, E. La comprensión de la estructura de la matéria y del

cambio químico en estudiantes de 15y 16 años. Enseñanzade lãs Ciências, p. 159-160. 1987.

Número extra.

DUARTE, H.A. Ligações químicas: Ligação Iônica, Covalente e Metálica. Cadernos

temáticos de Química Nova na Escola, n. 4, p. 14-23, maio 2001.

FERNANDEZ, C.; MARCONDES, M.E.R. Concepções dos estudantes sobre Ligação

Química. Química Nova na Escola, n. 24 nov. 2006.

FRANÇA, A.C.G.; MARCONDES, M.E. R.; CARMO, M.P. Estrutura atômica e

Formação dos íons: Uma Análise das Idéias dos Alunos do 3º Ano do Ensino Médio.

Química Nova na Escola; v. 10, n 10, p. 275-282, 2009.

GALAGOSKY, L. y ADURIZ-BRAVO, A. Modelos y analogías en la enseñanza de las

Ciencias Naturales. El concepto de modelo didáctico analógico. Enseñanza de las Ciencias,

v.19, n. 2, p. 231-242, 2001.

MENDONÇA, Paula Cristina Cardoso; JUSTI, Rosária; OLIVEIRA, Mary Mendes.

Analogias sobre Ligações Químicas elaboradas por alunos do ensino médio. Revista

Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências. v. 6, n. 1, p. 22-34, 2006.

MORTIMER, E. F. Regra do octeto e teoria da ligação química no ensino médio: dogma

ou ciência? Química Nova. v. 17, n. 2, p. 243-252, 1994.

___________. O Significado das fórmulas Químicas. Química Nova na Escola. n 3, p.

19-21, maio 1996.

NUÑES, I. B.; RAMALHO, B. L. (Orgs.). Fundamentos do Ensino-Aprendizagem das

Ciências Naturais e da Matemática: o novo ensino médio. Porto Alegre: Sulina, 2004.

OLIVEIRA, Ótom Anselmo de; FERNANDES, Joana D´arc Gomes. Arquitetura

atômica e molecular. Natal: EDUFRN, 2006.

PETERSON, R. F., TREAGUST, D. F. y GARNETT, P. Development and application of

a diagnostic instrument to evaluate grade – 11 and – 12 students`concepts of covalent bonding

and structure following a course of instruction. Journal of Research in Science Teaching. p.

301-314, 1989.

POSADA, J.M. Concepciones de los almnos sobre el enlance químico antes, durante y

después de la enseñanza formal. Problemas de aprendizaje. Enseñanza de las ciências, v.17,

n. 2,p. 227-245, 1999.

POSADA, J.M. Conceptions of hinh school students concerning the internal struture of

metal and their electric conduction: Struture and evolution; Science Education, v. 81, p. 445-

467, 1997.

RIBOLDI, L.; PLIEGO, O.; ODETTI, H.; El enlance químico: Una conceptualización

poco comprendida. Enseñanza de las ciências, v.22, n. 2, p.195-212, 2004.

TOMA, H.E.; Ligação Química: Abordagem Clássica ou Quântica?; Química Nova na

Escola; n. 6 nov.1997.

6 APÊNDICE A: Questionário aplicado aos alunos do curso de Química.

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

Programa de Pós-Graduação em Química

Pesquisa em Ensino de Química

QUESTIONÁRIO:

Este questionário não é uma avaliação das disciplinas de Química, mas uma pesquisa

sobre as concepções alternativas dos estudantes sobre alguns temas da área de Química.

Pedimos que responda a cada questão de modo sincero e exponha de forma clara suas idéias.

O questionário é anônimo, mas necessitamos que nos forneça alguns dados a fim de

poder trabalhar melhor. Por favor, não omita nenhuma pergunta.

Sexo: ____Idade: __________ Ano de ingresso:______________

Matéria que cursa: _____________Ou cursou: ______________________

Em que nível de ensino começou a estudar Química? _____________

Com quantos anos? _______________

Estudou o ensino médio em escola: ( ) Pública ( ) Privada.

Terminou o ensino médio com quantos anos: _______________

1ª Questão: Suponha, por um momento, que você tem uma garrafa cheia de átomos de

oxigênio (apenas gás no recipiente, não há uma única molécula). Desenhe, em escala atômica,

os átomos. Justifique se será estável ou não. O que pode acontecer?

2ª Questão: A molécula de Flúor (F2) é diatômica (constituída por dois átomos de flúor).

Indique como podem ser unidos os dois átomos. Discuta sobre a interação entre estas

moléculas de Flúor.

3ª Questão: Faça a estrutura de Lewis para as seguintes substâncias, nas CNTP.

KCl; N2; HCl; Ca

4ª Questão: Por que os átomos se unem para formar moléculas?

5ª Questão: Qual a diferença entre uma ligação iônica e uma ligação covalente?

CHEMICAL BONDS LEARNING PROBLEMS ON UNDERGRADUATE STUDENTS

Abstract: This research aims at identifying the learning problems in newly undergraduate

students at university, interpreting the nature and causes of these problems, offering subsidies

to overcome these difficulties and enabling a meaningful learning through which students

give meaning to their learning. As an object for this work was chosen the theme Chemical

Bonds - where were studied the forces between atoms to form molecules, compound ions and

ionic crystalline structures - and is characterized as one of the most important subjects of

Chemistry. In research, it was used a questionnaire with five open questions, answered by

147 students from the early periods of degrees in Chemistry at Universidade Federal do f

Rio Grande do Norte. The answers revealed uncertainty on the part of students, both

conceptual and representation, with superficial justifications, always using the octet rule to

describe models of chemical bonds. These observations have led to the conclusion that for

future changes, it is necessary for high schools and in the early periods in universities

favoring the adoption of pedagogical approaches in context and applying strategies to

overcome the teaching of superficial memorization on Chemical Bonds, which probably have

applied to the teaching of other subjects of chemistry.

Key - Words: Chemical Bonds, Models, Learning disability, Octet rule.